NXP S32G: gateway unificado para vehículos conectados de próxima generación

LAS VEGAS — NXP Semiconductors presentó el S32G, una fusión single‑chip de un microprocesador automotriz y un procesador de red empresarial, según Ray Cornyn, VP y GM de Vehicle Dynamics Products. El S32G sirve como gateway central para coches conectados, entregando networking enterprise‑grade, soporte ADAS avanzado y comunicaciones seguras robustas.

Qué implica NXP S32G (Fuente: NXP Semiconductors)

Un vistazo dentro del S32G revela una wish list de OEMs de coche para vehículos de próxima generación en 2021 y más allá.

Entre los deseos están: actualizaciones de software over‑the‑air —al estilo Tesla— para hacer vehículos “software upgradeable”, un cambio a nuevas arquitecturas de vehículo basadas en dominios (i.e., consolidación de ECUs), funciones de seguridad reforzadas (incluyendo detección/monitorización de intrusión), la capacidad del vehículo para analizar datos en el edge sin depender constantemente de la nube, y seguridad mejorada a ASIL D.

En “vehículos conectados”, los OEMs de coche buscan nuevas oportunidades de negocio, incluyendo modelos de suscripción y seguros basados en uso.

“Es una tendencia mundial entre OEMs de coche traer todas estas nuevas oportunidades y capacidades a vehículos de próxima generación”, dijo Brian Carlson, director, gestión de línea de producto para procesadores de red de vehículo en NXP.

Si un coche software‑upgradeable es el objetivo de la industria automotriz, el S32G parece diseñado para acercar a los OEMs un paso más.

Phil Magney, Fundador y Principal en VSI Labs, observó que el S32G “está diseñado para servir como gateway to centralized domain processing, que es la arquitectura de soporte del software‑defined car. Además, nuevas arquitecturas de vehículo deben soportar tremendas volúmenes de datos a través de múltiples interfaces.”

Señaló: “Hasta este punto, networking ha sido un poco una reflexión posterior. Pero en realidad, es bastante crítico ya que hay tantos datos moviéndose alrededor del vehículo. El S32G puede manejar toda la plomería y seguridad, timing y requisitos de seguridad asociados.” Añadió que hay muchos controladores de red diseñados por grandes proveedores de chips y Tier Ones. Pero entre los procesadores de red existentes, “no he visto nada que agregue todo en un chip como el S32G.”

El nuevo procesador ya está en sampling, y los OEMs de coche están probando actualmente S32G, dijo Carlson. Para demostrar el atractivo de S32G entre jugadores automotrices clave, NXP, en su press release, compartió una cita de Bernhard Augustin, director de ECU Development Autonomous Driving de Audi: “Encontramos la combinación única de networking, rendimiento y características de seguridad del procesador S32G ideal para uso en nuestro próximo controlador de dominio ADAS de próxima generación.”

Familia de procesadores S32

S32G es parte de la familia de procesadores S32 de NXP basada en una arquitectura unificada de MCUs high‑performance, MPUs, aceleración application‑specific e interfaces.

La familia S32, diseñada para ser escalable, permite a desarrolladores crear software en un entorno uniforme across plataformas de aplicación.

El objetivo es permitir a desarrolladores reutilizar su costoso trabajo de I+D, acortando time‑to‑market mientras la industria automotriz lidia con cambios rápidos en arquitecturas de vehículo over the next several years.

NXP señaló que la plataforma mantiene “calidad automotriz, fiabilidad y rendimiento ASIL D across múltiples espacios de aplicación throughout vehículos.”

Procesador de red de vehículo

Primero y ante todo, S32G proporciona un nivel sin precedentes de capacidades de networking y procesamiento.

Mostrado en el diagrama de bloques abajo, el procesador S32G incorpora núcleos Arm Cortex M7 microcontrolador lock‑step y una capacidad industry‑first de lock‑step clusters de núcleos de aplicación Arm Cortex‑A53.

A medida que la cantidad de datos recopilados y transportados dentro de un vehículo crece exponencialmente, la capacidad del procesador para acelerar redes automotrices y paquetes Ethernet se vuelve cada vez más crítica, explicó Carlson.

Es una cosa presumir la capacidad de un procesador de red para manejar grandes datos. Es otra historia totalmente distinta si el chip puede realmente acelerar el procesamiento de datos. Sin aceleración, la red del vehículo puede fácilmente bog down, dijo Carlson, haciendo imposible que el nuevo vehículo ofrezca servicios críticos con el rendimiento de red determinista demandado por OEMs de coche.

Los procesadores S32G están diseñados para offload capas de transporte para que su motor de comunicación pueda lograr baja latencia, señaló. S32G cuenta con “network acceleration blocks” diseñados para redes automotrices y Ethernet.

Incluidos en características de red S32G son 20× interfaces CAN/CAN FD, 4× interfaces Gigabit Ethernet, y una interfaz PCI Express Gen 3.

Como comparación, Magney señaló que Tesla “soporta seis canales CAN, cuatro canales Ethernet y ocho líneas seriales para las cámaras.” Llamando a Tesla “un proxy para arquitecturas de vehículo futuras”, Magney dijo: “No sorprende que NXP suministre controladores Ethernet y CAN a Tesla.”

Otras características clave integradas dentro del S32G son seguridad y safety.

El S32G, como todos los demás procesadores de plataforma S32, incrustan aceleración de seguridad hardware high‑performance, junto con soporte de infraestructura de clave pública (PKI) para gestión de claves confiable, habilitado por su Hardware Security Engine (HSE). El HSE firewalled es la root of trust soportando secure boot, proveyendo servicios de seguridad de sistema y protegiendo contra ataques side‑channel.

En cuanto a safety, los procesadores S32G ofrecen capacidades ASIL D completas, incluyendo núcleos Arm Cortex M7 microcontrolador lock‑step y una capacidad industry‑first de lock‑step clusters de núcleos de aplicación Arm Cortex‑A53, permitiendo nuevos niveles de rendimiento de seguridad con sistemas operativos de alto nivel y mayor soporte de memoria.

Versatilidad del S32G

Carlson de NXP señaló que la belleza del S32G reside en su versatilidad. El S32G puede usarse en muchos lugares diferentes dentro de un vehículo —desde un gate processor a un domain controller y procesadores de seguridad ADAS.

Dónde en un vehículo se puede usar S32G (Fuente: NXP)

Magney de VSI Labs observó: “El S32G aparece complementario a muchos de los controladores de dominio AV o ADAS porque consolida un puñado de chips en uno.” Añadió: “De lo contrario, la funcionalidad del S32G estaría dispersa con múltiples transceptores y controladores para manejar todo el tráfico de datos. El S32G también contiene todos los elementos críticos de timing, memoria, seguridad y aceleradores de red necesarios para soportar todos los datos que se pasan dentro del vehículo.”